東雷二期抽黃灌區(qū)渠道淤積形成原因及解決對策

尹 拓

（渭南市東雷二期抽黃建設(shè)管理局 陜西 渭南 714000）

引言

黃河是我國大江大河中輸沙量最大、水流含沙量最高的河流。以黃河為灌溉水源的東雷二期抽黃灌溉工程，近年來隨著灌溉面積不斷增長，工程效益逐漸顯現(xiàn)出來。但是，各級渠道的淤積量逐年呈上升趨勢，大到總干渠，小到斗分引，都存在不同程度的淤積。尤其各級渠道的下段淤積更為突出，幾乎90%的支渠工程下游近1/5渠道都有不同程度的淤積，而且部分渠道的淤積有延伸之勢。淤積減小了過水斷面，抬高了運行水位，減少了過水流量，嚴重影響到灌溉的正常進行，制約了工程效益的發(fā)揮。探究淤積形成的原因，及早采取適當?shù)拇胧p少和消除淤積，對灌區(qū)的長遠發(fā)展有著重要的意義。

1 灌區(qū)渠道淤積成因分析

1.1 水源含沙量大引起渠道淤積

水源含沙量大是引起淤積的根本原因。在需求過緊的情況下，為了抗旱或滿足農(nóng)作物正常的灌溉需要，抓住有利的灌溉時機，首級站在含沙量較高的情況下開機引水灌溉。在這種情況下運行，水的容重增加，相同過水斷面流速降低，粗粒徑的沙子或者粒徑更大的沙子不能被帶走沉淀下來形成淤積。只有達到自身容重下的不淤流速時，在平直的渠道段才不會造成淤積；當流速達不到自身容重下的不淤流速時，就會有部分沙子從水中沉淀下來。

1.2 小流量運行引起的淤積

在小流量運行達不到最小設(shè)計流量時，流速達不到最小的不淤流速，被水挾不走的沙子便沉淀在渠道內(nèi)形成淤積。小流量運行在灌區(qū)發(fā)展初期、灌季初期、灌季尾期較為普通。由于開灌初期，系統(tǒng)處于成長階段，有的還沒有灌溉受益，各級渠道要達到設(shè)計流量下運行顯然是不切實際的。為了開拓市場，促進用水，使灌區(qū)的群眾接受黃河水，積極利用黃河水，需要一個小流量運行過程來引導和培育市場，淤積也就不可避免的存在于灌區(qū)的各級渠道。

1.3 工程管護不到位引起的淤積

工程管護不到位引起的淤積是指各級渠道及建筑物垃圾和障礙物得不到及時清理、不及時培土等等而導致淤積。

由于渠道線長面廣，沿途經(jīng)過多處村莊、果園、菜地、工廠等設(shè)施，雜物、垃圾、磚石塊容易進渠，使渠道糙率加大。接近渠底的水流本來就挾沙能力弱，渠底阻力增大后阻滯水流，使水流挾沙能力更弱，部分沙子就會沉積下來，沙子和垃圾裹在一起，久而久之會形成死底。若不時及清理，會惡性循環(huán)加大沉積厚度或使淤積向前延伸。

在雨季渠堤排水不暢，被沖刷的兩邊護堤土沖進渠道；有的是灌溉時地頭埂被沖開后泥土被沖進渠道；有的是渠堤被侵占種植后，筑埂時或者耕種時翻進的流土造成的淤積；有的是兩邊的護坡被雨水沖刷后，流失的土被沖進渠道；還有的是在渠道內(nèi)人為設(shè)障，造成水流流速減慢引起的淤積。除垃圾未及時清理引起的淤積外，多是渠道內(nèi)人為設(shè)障造成水流流速減慢引起的淤積，或者水調(diào)配不當引起的淤積。

1.4 上級渠道的推移質(zhì)進入下級渠道引起的淤積

目前各級渠道的下游幾乎都存在淤積。當下級渠道的取水口低于上級渠道淤積上平面時，上級渠道的推移質(zhì)就會在水的壓力及推力下進入下級渠道內(nèi)。若下級渠道比降大，水流的流速足以帶走進入渠道內(nèi)的泥沙，這時下級渠道不會產(chǎn)生淤積；若下級渠道比降僅是按正常含沙量的流速設(shè)計，而沒有考慮高含沙量因素，這時下級渠道水流的流速只能將水中懸移質(zhì)帶走，而將推移質(zhì)甩下來留在渠道內(nèi)形成淤積。久而久之，下級渠道的淤積面會和上級渠道的淤積面幾乎持平，并會隨著上級渠道淤積面的上升而上升，下降而下降。

1.5 建筑物處、渠道轉(zhuǎn)彎處流速減小引起的淤積

在建筑物處，水流條件變化，所受阻力增大，水頭損失增加，流速減小。若流速能滿足不淤流速的要求，就不會形成淤積；當流速不能滿足不淤流速的要求時，水流帶不走全部的懸移質(zhì)，就會有部分沙子沉淀下來形成淤積。在渠道轉(zhuǎn)彎處，水流方向改變，流速降低，外側(cè)流速大，內(nèi)側(cè)流速小，彎度較小時內(nèi)側(cè)流速趨近0。所以，轉(zhuǎn)彎處容易形成淤積，而且是外側(cè)淤積少，內(nèi)側(cè)淤積多。

2 淤積的應對措施分析

2.1 水源含沙量大引起的淤積應對措施

水源含沙量大是引起淤積的根本原因，是我們無法控制的。采用這種方式運行，能源單耗增加，運行成本加大，水的利用系數(shù)降低，各級渠道的淤積量增加。但是，抓住寶貴的灌溉時機，會增加灌溉效益。是否采用這種方式取決于增加的運行成本、淤積處理成本、增加的經(jīng)濟效益及社會效益四者之間的權(quán)衡關(guān)系，決策者在權(quán)衡四者之間的關(guān)系后決定是否開機取水。這也就要求從長遠出發(fā)，建立較為完善的水量計量系統(tǒng)、成本核算系統(tǒng)、數(shù)據(jù)系統(tǒng)、分析系統(tǒng)、業(yè)績考核及決策系統(tǒng)。應當大流量集中配水，以水攻沙。還要注意容易形成淤積的地方盡量不要蓄水。例如節(jié)制閘處、泵站前池水位應在相應的設(shè)計水位和最低水位之間。各級渠道盡量避免小流量或最小流量以下運行，行水期間中途不要斷水。同時還可以利用大流量流速高的特點，采用較低水位運行，拉走節(jié)制閘處、泵站前池部分的淤積。

2.2 小流量運行引起的淤積應對措施

小流量運行在灌季初期和灌季尾期不可避免，其引起的淤積可以用兩種方法解決：一種方法是制定合理的灌溉制度，續(xù)灌變輪灌；另一種方法是制定合理的水調(diào)配計劃，用水來調(diào)節(jié)淤積。

小流量續(xù)灌運行，一是水損失；二是渠道運行流量達不到最小流量時，容易產(chǎn)生淤積。采用輪灌方式集中用水，渠道過流量達到設(shè)計最小流量以上，流速超過不淤流速，就不會形成淤積。

制定合理的水調(diào)配計劃，用水來調(diào)節(jié)淤積，在灌季初期和灌季尾期能起到減少淤積的作用。在灌季初期采用先上游后下游的方式。當上游先用水時，需要用節(jié)制閘攔水，節(jié)制閘前渠道可能會產(chǎn)生淤積；當上游用完后，可加大下游水量或者利用灌季中期的大流量將上游淤積帶走。不過，當上游渠道的下段渠道比降大，具有拉沙條件，閘前渠道不會產(chǎn)生淤積時，最好還是采用先下游后上游的方式。在灌季尾期，盡量避免流量小、戰(zhàn)線長，以及下游渠道單獨小流量用水，將用水盡量安排在上游。

2.3 工程管護不到位引起的淤積應對措施

工程管護不到位引起的淤積是完全可以消除的。各灌季行水前對渠道進行徹底的清理，保證渠槽內(nèi)無垃圾、無堆積物。清理上來的雜物應燒毀、運走或深埋，避免堆積在渠堤上。加強日常的管護，經(jīng)常檢查渠堤和渠道，被侵占的要及時制止，被沖刷的要及時培土，排水不暢的及時平整坡度，護坡有隱患的及時采取措施，人為設(shè)障的要及時清理，渠道內(nèi)搭泵的盡可能取締。只要嚴格按照工程管理辦法的要求去做，這些淤積是完全可以避免的。

2.4 上級渠道的推移質(zhì)進入下級渠道引起的淤積

上級渠道的推移質(zhì)進入下級渠道引起的淤積，主要是由于上級渠道的淤積面高于下級渠道取水口，而下級渠道不具有排沙能力造成的。只要取水口高于淤積面，上級渠道的推移質(zhì)就不會進入下級渠道。在上級渠道的水頭能滿足下級渠道用水的前提下，加高下級渠道的取水口高度到上級渠道淤積面以上，即相當于加了個堰，把上級渠道的淤積擋在堰前。這種施工方法簡單、造價底、工程量小、經(jīng)濟實用，也不影響下級渠道的正常取水。

2.5 其他綜合措施

除以上可以減少淤積的途徑外，還有沖沙、拉沙、排沙、疏導沙子、清沙等多種方法。

（1）沖沙是指利用高速水頭的沖力帶走泥沙。對于北干渠下段淤積，可以采用該種方法。

（2）拉沙是指利用水流挾沙力拉走部分淤積，有水流自然拉沙、人工拉沙和機械拉沙三種方式。水流自然拉沙是指利用低水位、大流量、高流速的特點，利用水流挾沙力帶走渠道部分沉沙。這種方法可廣泛應用于泵站前池存在淤積的情況。

（3）排沙是指利用下級渠道比降大、流速大、不產(chǎn)生淤積的特點，將上級渠道的推移質(zhì)帶走的一種方法。一是可以充分利用現(xiàn)有比降較大的渠道，即使上級渠道的推移質(zhì)進入下級渠道，下級渠道的流速亦能將其帶走，不會產(chǎn)生淤積。二是當下級渠道的取水口高于上級渠道的渠底，降低取水口后下級渠道比降還能滿足正常灌溉所需流量和拉沙需要時，可以考慮改造渠口，降低取水口至上級渠道。三是可以考慮在部分渠段設(shè)計專門的排沙渠或兼灌溉渠。

（4）疏導沙子是指在淤積較為嚴重、斷面較大的渠道上，清沙代價大，沖沙效果不明顯時，采取的一種措施。

（5）清沙是把淤積進行清理。這種方式是一種最簡單、最常用、效果最佳的方法，但是代價較大，清理后若不注意合理水調(diào)配，還會繼續(xù)淤積。并且，清出來的沙子沒地方堆積，如若運走，代價更大。這種方式不提倡廣泛應用，一般可用于淤積量較小的斗及斗以下渠道。

3 結(jié)語

本論文針對東雷二期抽黃灌區(qū)渠道淤積的成因，總結(jié)了多種減少淤積的措施。筆者認為以下方面的工作還要大大加強：一是工程管理對策，加強工程管護力度，杜絕垃圾雜物入渠，保持各級渠道輸水暢通；二是工程對策，在有條件的地方，增設(shè)排沙閘點，以減少向下一級渠道的輸沙量，同時對有條件的渠道調(diào)整比降，提高輸水流速；三是技術(shù)對策，對各級渠道進行數(shù)據(jù)采集，如渠道比降、流速、不同含沙量、沙粒級配，分析總結(jié)各類沙粒在不同流速下的沉降關(guān)系曲線和各級渠道配水流量與不淤流速的關(guān)系曲線，以指導灌溉引水工作。陜西水利